河科大机械设计作业集8.9章答案.doc

机械设计作业集
第八章 带传动
三、分析与思考题
8-21 相同的条件下，为什么V带比平带的传动能力大？
答：平带的工作面是和带轮接触的内周面，而V带的工作面是V带的两侧面，由于楔形增压作用，在同样的张紧力下，V带传动比平带传动能产生更大的摩擦力。因此V带比平带的传动能力大。
8-22 在普通V带传动中，为什么一般推荐使用的带速为5≤v≤25m/s？
答：一般v≤25 m/s。若带速过大（v＞25m/s），则会因离心力过大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。
带速v也不能过小（一般不应小于5 m/s）。带速太小说明所选的ddl太小，这将使所需的圆周力过大，从而使所需的胶带根数过多。
8-23 带传动的主要失效形式是什么？带传动的设计准则是什么？
答：带传动的主要失效形式是：打滑和疲劳破坏。
带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
8-24 带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？
答：在带传动中，带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的，是带在轮上的局部滑动，弹性滑动是带传动所固有的，是不可避免的。弹性滑动使带传动的传动比增大。当带传动的负载过大，超过带与轮间的最大摩擦力，将发生打滑，带在轮上全面滑动，打滑是带传动的一种失效形式，是可以避免的。打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮上的带的包角小，带与轮间所能产生的最大摩擦力较小。
8-25 为什么带传动通常布置在机器的高速级？
答：1） 带传动工作平稳性好，具有过载保护作用。
2） 带传动布置在机器的高速级，带速高，带中的有效拉力小，不易打滑，且带的疲劳寿命长。
8-27 图示带式输送机装置。小带轮直径140mm，大带轮直径为400mm，鼓轮直径250mm，为提高生产率，在载荷不变条件下，提高带速度，设电机功率和减速器的强度足够，忽略中心距变化，下列哪种方案更为合理？1、大轮直径减小到280mm；2、小轮直径增大到200mm；3、鼓轮直径增大到350mm。
答：采用第(3)方案不合理,因为转速n不变，D增大，v加大，F不变，则工作转矩加大，V带承载能力不够。采用(1)(2)方案时,由于D不变,作用于带上有效圆周力F不变,故较方案(3)好。但在方案(2)中,由于小带轮直径加大,应力减小,提高了带的承载能力,方案(1)中小带轮直径较小,应力较大,故不如方案(2)好。

题8-27图
四、设计计算题
8-28 有一A型普通V带传动，主动轴转速n1＝1480r/min，从动轴转速n2=600r/min，传递的最大功率P＝1.5kW。假设带速v＝7.75m/s，中心距a＝800mm，当量摩擦系数fv＝0.5，求带轮基准直径d1、d2，带基准度度Ld和初拉力F0。
解：1）

2）

8-29 现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机，额定功率P=11kW，转速n1=1460r/min，减速器输入轴转速为400 r/min，允许传动比误差为±5%，两班制工作，试设计此普通V带传动。

8-30 设计一破碎机用普通V带传动。已知电动机额定功率为P = 5.5 kW，转速n1= 1440 r/min，从动带轮为n2= 600 r/min，允许传动比误差±5%，两班制工作，希望中心距不超过650 mm。

五、结构设计与分析题
8-31 图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。

题8-31图
提示：
(a) 平带传动,张紧轮宜装于松边外侧靠近小轮,主要用以增大平带传动包角。
(b) V带传动,张紧轮不宜装在紧边,应装于松边内侧,使带只受单向弯曲,且靠近大轮,防止小带轮包角减小。

8-32 图中所示为B型普通V带的轮槽结构，试填写有关结构尺寸、尺寸公差及表面粗糙度值。

题8-32图
提示：有关结构尺寸、尺寸公差参见西北工业大学教材《机械设计》表8-10（157页）。
表面粗糙度值：轮槽面：3.2，其余：12.5。

第九章 链传动
三、分析与思考题
9-22 链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？而大链轮齿数Z2又不宜过多？
答：小链轮齿数传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。　
大链轮齿数Z2过多，增大了传动的尺寸和质量，易于因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，缩短链条的使用寿命。

9-23 链传动有哪几种主要的失效形式？
答：1）链节板由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。
9-24 与带传动相比，链传动有哪些优缺点？
答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。
9-25 为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？
答：一般链节数选偶数，可以避免使用过渡链节板。由于链节数选偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数应取奇数。
9-26 链节距的大小对链传动有何影响？在高速重载工况下，应如何选择滚子链？
答：链的节距越大，则链条的承载能力就越大，动载荷也越大，周期性速度波动的幅度值也越大，在高速，重载的工况下，应选择小节距多排链。
9-27 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900，齿数z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2≈250 r/min，链条长度不变，问：
1. 若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
答：从动轮齿数不变，主动小链轮齿数
z1’= z2/i12= z2n2/n1=75×250/900=20.8 取z1’=21
主动小链轮齿数由25降到21，由表9-10知，齿形系数KZ减小，而其它参数不变，链条所能传递的功率下降。
2. 若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增加到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数
z2’= z1×i12= z1n1/n2=25×900/250=90 取z2’=90
从动大链轮齿数由75升到90，而其它参数不变，链条所能传递的功率不变。
四、设计计算题
9-28 一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动，链节距p=25.4mm，主动链轮齿数z1=17，从动链轮齿数z2=69，主动链轮转速n1=960r/min，试求：
1．链条的平均速度V；
2．链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin；
3．平均传动比i。
解. 1）链条的平均速度
V=z1pn1/（60×1000）=17×25.4×960/（60×1000）=6.91m/s
2）链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin
d1=p/sin（180°/ z1）=25.4/sin（180°/ 17）=138.23mm
ω1=πn1/30=3.14×960/30=100.48 rad/s
Vmax=ω1 d1/2=100.48×138.23/2=6944mm/s=6.944m/s
Vmin=ω1 cos（180°/ z1）d1/2=100.48×cos（180°/ 17）×138.23/2
=6826mm/s=6.826m/s
3）平均传动比i
i12=n1/n2=z2/z1=69/17=4.06
9-29 单排滚子链传动，小链轮为主动轮，链轮齿数z1=21，z2=105，链型号为16A， n1= 600 r/min，工况系数KA=1.2，中心距a=910mm，试求此链传动允许传递的最大功率。
解.

9-30 设计一输送装置用的滚子链传动。已知主动轮转速n1=960 r/min，功率P = 16.8 kW，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距不大于800 mm（要求中心距可以调节），水平布置。

五、结构设计与分析题
9-31 在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距a = (30～50) p。问在图a、b所示布置中应按哪个方向转动才合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图c）有什么缺点？应采取什么措施？
a

a）　　　　　　　　　　　　b）　　　　　　　　　　　　c）
题图 9-31

班 级

成 绩

姓 名

任课教师

学 号

批改日期